汽车的排放净化.ppt
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载货车国六尾气处理技术 PPT
二、轻型载货车用柴油机技术发展
国三技术路线
三种技术路线的对比
二、轻型载货车用柴油机技术发展
国四技术路线
国4产品的开发基本上采用两种技术方案：一是SCR技术通过优化缸 内燃烧过程尽量控制颗粒产生，再机外后处理采用尿素溶液对氮氧化物 进行选择性催化还原；另一是EGR+DPF技术，通过废气再循环在机内抑制 氮氧化物的产生，再机外后处理采用颗粒捕集器减少颗粒排放。 由于SCR体积较大需要占据较大的整车布置空间，而且成本较高，目前国 内重型柴油车采用此路线较普遍。
SCR工作原理:
SCR又叫选择性催化还原，SCR转化器的 催化作用具有很强的选择性，氮氧化物 的还原反应被加速。
从国二到国三是一次跳跃式发展，由机械控制系统转为电子控制 系统。
国内轻型柴油机国Ⅲ技术路线为电控燃油系统+EGR技术。
燃油系统：主要以高压共轨技术、电控单体泵技术、电控VE泵技 术为主。
共轨
单体泵
VE泵
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
二、轻型载货车用柴油机技术发展
国三技术路线
直列泵பைடு நூலகம்S型喷油器 自然吸气
直列泵 P型喷油器 增压中冷
2000
2003
2008
2013
年份
二、轻型载货车用柴油机技术发展
国三技术路线
随着国家排放法规的日益严格，国内各柴油机企业根据自身特点 对上述诸多柴油机新技术均开展了一定的研究开发，并不同程度地获 得了应用，推动我国车用柴油机产品从传统技术向现代先进技术过渡。
① 采用电控高压共轨技术
提高燃油喷油喷射压力，通过对燃油喷射的灵活控制，改善燃烧、降低废气 中的颗粒物排放。
发动机有害排放物的控制(PPT 37张)
哈尔滨工业大学（威海）
第7页
2019/2/28
二、恒温进气空气滤清器
恒温进气空气滤清器也称进气温度自动调节式空气滤清器。它 是在普通空气滤清器上增设一套空气加热与控制系统构成的(图61)。气道燃油喷射式发动机不采用恒温进气空气滤清器。恒温进气 空气滤清器多用于化油器式或节气门汽油喷射式发动机上。恒温 进气空气滤清器的功用就是当发动机冷起动之后，向发动机供给 热空气。在这种情况下，即使化油器供给稀混合气，热空气也能 促使燃油充分汽化和燃烧，从而既减少了CO和HC的排放，又改 善了发动机低温运转性能。当发动机温度升高后，恒温进气空气 滤清器向发动机供给环境温度的空气。因此，这种空气滤清器是 一种排气的净化装置。
哈尔滨工业大学（威海）
第23页
2019/2/28
一种由电脑控制的排气再循环系统如图6-7 所示。排气再循环阀(EGR 阀)8用来控制再循环的废气量。进气管真空度经电磁阀6和真空调节 阀7作用到EGR阀 8的真空膜片室12，吸引膜片13向上并带动锥形阀14 升起，这时发动机排出的废气由排气支管经锥形阀进入进气支管。作 用在膜片上的真空度越大，锥形阀的开度就越大，再循环的废气量也 越多。如果没有真空度传送到真空膜片室，弹簧11推压膜片向下，使 锥形阀关闭，这时废气不能进行再循环。真空调节阀的作用是根据进 气管真空度的变化或节气门开度的大小调节通往EGR阀的真空度，使 再循环的废气量随节气门开度或发动机负荷的增大而增加。电磁阀由 电脑3控制。电脑根据空气流量计2，节气门位置传感器1，冷却越温 度传感器4和发动机转速传感器5等输入的信号，使电磁阀通电或断电。 当发动机冷却温度低于50℃时，或发动机在怠速工作时，或发动机转 速超过预定值时，电脑使电磁阀断电，电磁阀中的可动铁心隔断真空 传送通道，同时空气经电磁阀进入真空调节阀，使锥形阀14关闭，不 进行排气再循环。
《汽车VOC介绍》课件
特性
无机voc具有刺激性气味，对人体健康有较大危害，如硫化氢和一氧化碳可引起 头痛、恶心等症状。
voc的危害性
健康危害
voc对人体健康的影响主要表现在刺 激眼睛、鼻子和喉咙，引起头痛、恶 心、呕吐等症状，长期接触还可能导 致免疫力下降、肝肾损伤等。
环境危害
材料危害
voc对汽车内部的塑料、橡胶等材料 有腐蚀作用，会缩短材料使用寿命。
voc的种类与特性
有机voc
种类
有机voc主要包括烃类、醇类、酮类、醛类和酯类等，这些物质主要来源于汽 车内部装饰材料、座椅、轮胎等部件的挥发。
特性
有机voc具有低沸点、高挥发性，在常温下容易挥发，且气味明显，对人的呼吸 系统和神经系统有较大影响。
无机voc
种类
无机voc主要包括氨气、硫化氢、一氧化碳等，这些物质主要来源于汽车尾气排 放和发动机工作过程中产生的废气。
1 2
制定严格的排放标准
通过制定和实施更严格的汽车排放标准，限制 vocs的排放。
推广新能源汽车
鼓励使用电动汽车、混合动力汽车等新能源汽车 ，减少传统燃油车的vocs排放。
3
加强监管和执法力度
对违反voc排放规定的行为进行严厉处罚，提高 违法成本。
04
voc的未来发展
voc技术的发展趋势
低碳化
随着环保意识的增强，voc 技术将向低碳化方向发展 ，减少汽车排放的污染物 。
《汽车voc介绍》 ppt课件
目录
• 汽车voc概述 • voc的种类与特性 • voc的检测与控制方法 • voc的未来发展 • voc的实际应用案例
01
汽车voc概述
voc的定义
汽车voc定义
指在汽车制造过程中，由原材料、零 部件和添加剂等释放出的挥发性有机 化合物。
无机voc具有刺激性气味，对人体健康有较大危害，如硫化氢和一氧化碳可引起 头痛、恶心等症状。
voc的危害性
健康危害
voc对人体健康的影响主要表现在刺 激眼睛、鼻子和喉咙，引起头痛、恶 心、呕吐等症状，长期接触还可能导 致免疫力下降、肝肾损伤等。
环境危害
材料危害
voc对汽车内部的塑料、橡胶等材料 有腐蚀作用，会缩短材料使用寿命。
voc的种类与特性
有机voc
种类
有机voc主要包括烃类、醇类、酮类、醛类和酯类等，这些物质主要来源于汽 车内部装饰材料、座椅、轮胎等部件的挥发。
特性
有机voc具有低沸点、高挥发性，在常温下容易挥发，且气味明显，对人的呼吸 系统和神经系统有较大影响。
无机voc
种类
无机voc主要包括氨气、硫化氢、一氧化碳等，这些物质主要来源于汽车尾气排 放和发动机工作过程中产生的废气。
1 2
制定严格的排放标准
通过制定和实施更严格的汽车排放标准，限制 vocs的排放。
推广新能源汽车
鼓励使用电动汽车、混合动力汽车等新能源汽车 ，减少传统燃油车的vocs排放。
3
加强监管和执法力度
对违反voc排放规定的行为进行严厉处罚，提高 违法成本。
04
voc的未来发展
voc技术的发展趋势
低碳化
随着环保意识的增强，voc 技术将向低碳化方向发展 ，减少汽车排放的污染物 。
《汽车voc介绍》 ppt课件
目录
• 汽车voc概述 • voc的种类与特性 • voc的检测与控制方法 • voc的未来发展 • voc的实际应用案例
01
汽车voc概述
voc的定义
汽车voc定义
指在汽车制造过程中，由原材料、零 部件和添加剂等释放出的挥发性有机 化合物。
汽车排放及控制技术第四章 汽油机机内净化技术
一、典型汽油喷射电控系统
电控汽油喷射系统 ，简称为ＥＦＩ。
(１) 废气排放指标比化油器汽油机好得多。
特点 (２) 每缸采用单独喷油器供油，可提高各缸空燃比的均匀性和喷油 量的精确性。 (３) 起动时仍能保持良好的雾化特性，起动性能良好，且起动时Ｈ
Ｃ 排放量少。
(４) 进气系统的阻力损失减少，充气效率高。 (１)按喷油器数目分:单点喷射(ＳＰＩ)、多点喷射(ＭＰＩ)。 类型
(２)按喷射区域分:进气(管)道喷射、缸内喷射。
(３)按喷射方式分:连续喷射、间歇喷射。 (４)按进气量检测方法来分:空气流量型和进气压力型。
一、典型汽油喷射电控系统
典型汽油喷射电控系统
特点： 电控单元以由节气门开度决定 的吸入空气量为控制喷油量的 基础，以空气流量计和转速传 感器检测到的空气流量和发动 机转速为确定基本喷油量的依 据，采用分组喷射方式，曲轴 每转一周各组喷射一次。
(４)选用结构紧凑和面容比较小的燃烧室，缩短燃烧室狭缝长度，
适当提高燃烧室壁温，以削弱缝隙和壁面对火焰传播的阻挡与淬熄 作用，可以降低ＨＣ和ＣＯ 的排放量。
(５)采用废气再循环技术。
(６)采用增压技术，如废气涡轮增压，对提高汽油机功率和改善其 燃油经济性及排放都有 积极意义。 (７)采用可变气门正时技术。
它是在L-jetronic系统的基础上，用一个控制单元将最重要的喷油量控制 和点火控制集中在一起，加上其他控制内容，形成一个集中电控系统，即电
控发动机管理系统(ＥＭＳ)。
特点： 整个系统除喷油和点火两个基本子系统外，可根据控制项目扩展的 需要而设置其他控制装置，在一个电控单元上实现多参数、多目标的程 序控制，具有很好的灵活性和适应性。 电控单元根据不同的控制内容，按所存储的由发动机台架试验得到 的有关三维脉谱图确定基本控制量，简化了控制程序，提高了控制精度。 系统具有故障自诊断、安全保护功能及应急状态控制功能。 在使用三效催化转化器时，系统具有用氧传感器进行空燃比反馈控
汽车尾气处理及净化技术
⑷采用绿色燃料同样可减少汽车尾气有毒气体排放量。 据美国的俄亥俄州某研究所用豆油与甲醇、烧碱混合，然后去除其中的甘油，从而可获得"大豆柴 油"。用"大豆柴油"，以3 :7的比例掺入到普通柴油中，可供柴油汽车之用。它可大大减少发动机 工作时排放的硫化物、碳氢化合物、一氧化碳和烟尘。故誉作绿色燃料。
⑸采用多种燃料作为汽车燃料来源。 随着科学技术的发展和计算机的广泛应用，确保环境保护法规的实施和节能措施:汽车中可广泛 使用新的配方汽油、电力、压缩的天然气体、太阳能以及生态燃料的蓄电池等等。然而在这种汽 车上装上电脑，不断在行驶中早先调拨组合，以使汽车发挥最佳性能。采用计算机控制点火系统， 以便对发动机的不同工况作出快速反应，可取得最佳 燃料经济性和发动机动力性能，可减少尾 气对大气的污染。
⑹节约能源，有利环境，大力推广车用乙醇汽油。 根据有关专家指出，开发乙醇代替汽油，即节约能源，又可消化陈粮，使汽车排出的有害汽体减 少，是一项有利于保护环境和资源的新课题。
尾气净化
即汽车尾气由原有毒气体，变成为无毒气体，再排放到大气中。从而可减少对大气环境的污染。
1.采用催化剂:
1）三元催化剂 三元催化剂必须对浓度在百万分之几到百分之几内变化的CO、 NOx、HC起净化作用，同时还要经受短时间内从很低的温度 升高到一般排气温度（400–500C）的冷热交换冲击。因此要 求三元催化剂的工作范围广、热稳定性高。三元催化净化发 生的主要化学反应如下 ：
伦敦
洛杉
烟雾
矶光
事件
化学
污染
一氧化碳 氮氧化合物 碳氢化合物
主要成分
醛 含铅化合物
一氧化碳是烃燃料燃烧的中间产物，主要是在局部缺氧或低温条件下，由于 烃不能完全燃烧而产生，混在内燃机废气中排出。当汽车负重过大、慢速行驶时 或空挡运转时，燃料不能充分燃烧，废气中一氧化碳含量会明显增加。一氧化碳 是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体，对空气的相对密度为 0.9670，它的溶解度很小。一氧化碳由呼吸道进入人体的血液后，会和血液里的 血红蛋白Hb结合，形成碳氧血红蛋白，导致携氧能力下降，使人体出现反应，如 听力会因为耳内的耳蜗神经细胞缺氧而受损害等。吸入过量的一氧化碳会使人发 生气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。研究证明，人对一氧化碳的承受能力相 当高，一个健康的人能短时间承受血液中含量为20%-40%的一氧化碳的侵袭。虽然 对人体无副作用的一氧化碳阈值尚未确定，但长期吸收一氧化碳对城市居民身体 健康是一个潜在威胁。
⑸采用多种燃料作为汽车燃料来源。 随着科学技术的发展和计算机的广泛应用，确保环境保护法规的实施和节能措施:汽车中可广泛 使用新的配方汽油、电力、压缩的天然气体、太阳能以及生态燃料的蓄电池等等。然而在这种汽 车上装上电脑，不断在行驶中早先调拨组合，以使汽车发挥最佳性能。采用计算机控制点火系统， 以便对发动机的不同工况作出快速反应，可取得最佳 燃料经济性和发动机动力性能，可减少尾 气对大气的污染。
⑹节约能源，有利环境，大力推广车用乙醇汽油。 根据有关专家指出，开发乙醇代替汽油，即节约能源，又可消化陈粮，使汽车排出的有害汽体减 少，是一项有利于保护环境和资源的新课题。
尾气净化
即汽车尾气由原有毒气体，变成为无毒气体，再排放到大气中。从而可减少对大气环境的污染。
1.采用催化剂:
1）三元催化剂 三元催化剂必须对浓度在百万分之几到百分之几内变化的CO、 NOx、HC起净化作用，同时还要经受短时间内从很低的温度 升高到一般排气温度（400–500C）的冷热交换冲击。因此要 求三元催化剂的工作范围广、热稳定性高。三元催化净化发 生的主要化学反应如下 ：
伦敦
洛杉
烟雾
矶光
事件
化学
污染
一氧化碳 氮氧化合物 碳氢化合物
主要成分
醛 含铅化合物
一氧化碳是烃燃料燃烧的中间产物，主要是在局部缺氧或低温条件下，由于 烃不能完全燃烧而产生，混在内燃机废气中排出。当汽车负重过大、慢速行驶时 或空挡运转时，燃料不能充分燃烧，废气中一氧化碳含量会明显增加。一氧化碳 是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体，对空气的相对密度为 0.9670，它的溶解度很小。一氧化碳由呼吸道进入人体的血液后，会和血液里的 血红蛋白Hb结合，形成碳氧血红蛋白，导致携氧能力下降，使人体出现反应，如 听力会因为耳内的耳蜗神经细胞缺氧而受损害等。吸入过量的一氧化碳会使人发 生气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。研究证明，人对一氧化碳的承受能力相 当高，一个健康的人能短时间承受血液中含量为20%-40%的一氧化碳的侵袭。虽然 对人体无副作用的一氧化碳阈值尚未确定，但长期吸收一氧化碳对城市居民身体 健康是一个潜在威胁。
《废气排放与控制》课件
应用范围
过滤器适用于处理含有颗粒物或气态 有害物质的废气，如工业粉尘、二氧 化硫等。
工作原理
过滤器内部通常装有过滤材料，如活 性炭、玻璃纤维等，废气通过过滤器 时，颗粒物或有害气体被吸附在过滤 材料上，从而实现净化。
优点与缺点
过滤器操作简单，维护方便，但处理 效率受过滤材料性能影响，且需要定 期更换过滤材料。
吸附塔
概述
吸附塔是一种利用吸附剂吸附废气中的有害物质的设备。
工作原理
吸附塔内部装有吸附剂，如活性炭、分子筛等，废气通过吸附塔时， 有害物质被吸附在吸附剂表面，从而实现净化。
应用范围
吸附塔适用于处理含有挥发性有机物、恶臭气体等有害物质的废气。
优点与缺点
吸附塔处理效率高，适用于低浓度有害物质的净化，但需要定期更换 吸附剂，且对高浓度有害物质的处理能力有限。
钢铁行业废气控制
钢铁企业在生产过程中会产生大量的废气，包括烟尘、二氧 化硫、氮氧化物等。通过采用先进的除尘、脱硫和脱硝技术 ，可以有效降低废气的排放量，同时提高能源利用效率。
化工行业废气控制
化工企业排放的废气中常常含有有毒有害物质，如苯、甲苯 、二甲苯等。通过采用催化燃烧、生物处理等方法，可以将 废气中的有害物质转化为无害物质，降低对环境的污染。
输入 标题
详细描述
过滤控制技术包括颗粒物过滤、气体吸附过滤等手段 ，通过过滤器将废气中的颗粒物、有害气体等有害物 质去除，从而减少废气的排放。
总结词
总结词
过滤控制技术广泛应用于工业废气处理和汽车尾气处 理等领域，可以有效去除废气中的颗粒物、氮氧化物
、硫氧化物等有害物质，提高空气质量。
详细描述
过滤控制技术可以有效地去除废气中的有害物质，提 高空气质量。
过滤器适用于处理含有颗粒物或气态 有害物质的废气，如工业粉尘、二氧 化硫等。
工作原理
过滤器内部通常装有过滤材料，如活 性炭、玻璃纤维等，废气通过过滤器 时，颗粒物或有害气体被吸附在过滤 材料上，从而实现净化。
优点与缺点
过滤器操作简单，维护方便，但处理 效率受过滤材料性能影响，且需要定 期更换过滤材料。
吸附塔
概述
吸附塔是一种利用吸附剂吸附废气中的有害物质的设备。
工作原理
吸附塔内部装有吸附剂，如活性炭、分子筛等，废气通过吸附塔时， 有害物质被吸附在吸附剂表面，从而实现净化。
应用范围
吸附塔适用于处理含有挥发性有机物、恶臭气体等有害物质的废气。
优点与缺点
吸附塔处理效率高，适用于低浓度有害物质的净化，但需要定期更换 吸附剂，且对高浓度有害物质的处理能力有限。
钢铁行业废气控制
钢铁企业在生产过程中会产生大量的废气，包括烟尘、二氧 化硫、氮氧化物等。通过采用先进的除尘、脱硫和脱硝技术 ，可以有效降低废气的排放量，同时提高能源利用效率。
化工行业废气控制
化工企业排放的废气中常常含有有毒有害物质，如苯、甲苯 、二甲苯等。通过采用催化燃烧、生物处理等方法，可以将 废气中的有害物质转化为无害物质，降低对环境的污染。
输入 标题
详细描述
过滤控制技术包括颗粒物过滤、气体吸附过滤等手段 ，通过过滤器将废气中的颗粒物、有害气体等有害物 质去除，从而减少废气的排放。
总结词
总结词
过滤控制技术广泛应用于工业废气处理和汽车尾气处 理等领域，可以有效去除废气中的颗粒物、氮氧化物
、硫氧化物等有害物质，提高空气质量。
详细描述
过滤控制技术可以有效地去除废气中的有害物质，提 高空气质量。
8章 进排气系统及排气净化装置
1滤芯； 2．滤清器外壳； 3一滤清器盖； 4．蝶形螺母 5．进气导流管； 6．金属网； 7一打褶滤纸； 8一滤芯下密封面； 9．滤芯上密封面
2.离心式及复合式空气滤清器 离心式空气滤清器多用于大型载货汽车上。在许多自卸车或矿山用汽车
上还使用离心式与纸滤芯式相结合的双级复合式空气滤清器(图8.3)。
图8.10 不锈钢排气歧管图
8.11 铸铁排气歧管
8.2.2 进气、排气歧管的布置
直列型发动机在排气行程期间，气缸中的废气经排气门进人排气歧管，再由 排气歧管进入排气管、催化转换器和消声器，最后由排气尾管排到大气中。 这种排气系统称作单排气系统(图8.12)。
图8.12 单排气系统的组成
1排气歧管；2-前排气管；3．催化转换器；4钟气温度传感器；5．副消声器； 6．后排气管；7．主消声器；8排气尾管
图8.3 双级复合式空气滤清器
1．卡簧；2．纸滤芯；3一滤清器上盖；4．蝶形螺母；5．密封垫；6、9、 13罐f封圈；7．上体；8．出气口；10-进气口；11．旋流管；12．下体；
14．集灰盘；15一卡箍；16．旋流管螺旋导向面
3.进气导流管 在现代轿车上，为了增强发动机的谐振进气效果，空气滤清器进气导流管需要 有较大的容积。但是导流管不能太粗，以保证空气在导流管内有一定的流速， 因此，进气导流管只能做得很长(图8.5)，有利于实现从车外吸气。
1一控制膜盒 2一连动杆 3一排气旁通阀 4一排气管 5一涡轮机叶轮 6一涡轮机蜗壳 7一 增压器轴 8一中间体 9一压气机蜗壳 10一压气机叶轮 11一连通管
4.涡轮增压器的润滑及冷却 来自发动机润滑系统主油道的机油，经增压器中间体上的机油进口1进人增
压器，润滑和冷却增压器轴和轴承。然后，机油经中间体上的机油出口2返回 发动机油底壳(图8.24)
第9章 汽车排放污染净化方案及新能源汽车技术
❖ 人们对核能以及太阳能、风能、地热能、水 力能、生物能等可再生能源资源的利用日益 重视，在整个能源消耗中所占的比例正在显 著地提高。
❖ 在未来的一段时间内，可再生能源将能够与 矿物燃料相抗衡，从而结束矿物燃料一统天 下的局面。
可再生能源主要有以下几个方面：
❖ ①太阳能：据天文物理学家的计算表明，太阳系还能存在45 亿年，太阳每年辐射到地球的总能量相当于人类能源消耗的 1.2万倍。
另一方面，蓄电池又得到发电机的不断充电，加 大了续驶里程，延长了蓄电池的使用寿命。
混合动力汽车 (HEV) ， 是 将 能 量 转 换技术和能量存储技 术集合于一体的汽车。
丰田混合动力车Prius
HEV既发挥了发动机持续工作时间长，动力性好 的优点，又利用了电动机无污染、低噪声的长处，使 得汽车的热效率得以提高，废气排放得到改善。
混合动力汽车发展概况
混合动力汽车在发达 国家已日益成熟，有些国 家已经进入实用阶段。 1997 年 10 月 ， 全 球 首 辆 商业性混合动力型汽车 “PRIUS”由日本丰田公 司研制成功。
第9章汽车排放污染净化方案及新能源汽 车技术
9.1 汽油车排放污染物净化方案 9.2 柴油车排放污染物净化方案 9.3 新能源汽车技术
概述：主要内容
讨论汽油车和柴油车分 别达到欧II、欧III和欧IV排 放标准的一般净化方案，介 绍混合动力新技术。
9.1汽油车排放污染物净化方案
汽油车排放污染物净化方案
采用闭环电控燃油系统加三 效催化转化器可达到欧II排放标准。
欧 III 标 准 要 求 催 化 剂 的 起 燃温度尽可能低、使用强制加 热方式使转化器内的温度在起 动时就超过起燃温度。
汽油车排放污染物净化方案
发动机有害排放物的控制ppt课件
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5) 进气管回火时PCV阀的开度
6)
如果进气管发生回火，进气管压力增大，锥形阀落在阀座上，如
同发动机不工作时一样，以防止回火窜入曲轴箱引起爆炸。
6) 如果气缸或活塞严重磨损，将会有更多气体窜入曲轴箱，引起曲轴箱压力
异常升高，部分曲轴箱气体从空气滤清器处反喷。
❖PCV阀堵塞，会造成 曲轴箱通风不畅 ❖PCV软管漏气，会造 成发动机怠速不稳 ❖若气缸的密封性能 良好，PCV系统应该使 曲轴箱内的压力略低 于大气压力（才能形 成强制通风的作用）
强制式曲轴箱通风装置最重要的控制元件是PCV阀，其功用是 根据发动机工况的变化自动调节进入气缸的曲轴箱内气体的数量。 因此，强制式曲轴箱通风装置又称为PCV系统
控制元件PCV阀的作用：根据发动机工况的变化自动调节进入 气缸的曲轴箱气体的数量。
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发动机不工作时PCV阀的开度
当发动机小负荷工况时，排气背压低，背压修正阀保持EGR阀处于关闭状 态，不进行排气再循环；只有在发动机负荷增大，排气歧管背压增大时，背压 修正阀才允许EGR阀打开，进行废气再循环。
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排气歧管的背压通过管路作用在背压修正阀的背压气室下方。当发动机处 于小负荷工况时，排气背压低，在阀门弹簧的作用下去，气室膜片向下移动， 使修正阀门关闭真空气道。此时，EGR阀在其阀门弹簧作用下保持关闭，因而 不进行废气再循环。
二次空气喷射系统 主要由空气泵、内部 开关阀和单向阀等组 成。空气泵通常由发 动机带驱动，单向阀 的功用是防止废气返 回空气泵。
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7
当接通发动机 点火开关后，电源电压便施加在旁通阀2和分流阀7的电磁线 圈上，电脑通过对每个绕组提供接地而使线圈通电。
第二章移动源燃烧排放的催化净化ppt课件
还原剂的氧化，从而促进还原剂与NOx反应形成N2 。 分类：由于柴油机采用富氧燃烧技术，导致尾气中 未燃HC的绝对量不足，需要另行添加还原剂。根据 还原剂的不同，分为氨类（尿素）选择性催化还原 NOx与HC选择性催化还原NOx
2.3 柴油机和贫燃汽油机尾气催化净化
氨类选择性还原氮氧化物
分类 NH3-SCR Urea-SCR：(CO(NH2)2),一分子尿素水解可生 成两分子NH3和一分子CO2
此时催化剂表面储存的 硝酸盐会迅速分解，利用尾气 中的HC、CO和H2作为还原剂 将其还原为N2。
2.3 柴油机和贫燃汽油机尾气催化净化
储存-还原技术(NSR技术)的存储过程
碱和碱土金属氧化物为NOx储存材料
贫燃条件下： NO+O→NO2 2NO+3O+BaO→Ba(NO3)2 2NO2+O+BaO→Ba(NO3)2
关键：O2传感器：氧化锆内层涂上白金（Pt）。 原理：大气与废气中的氧负离子在Pu上吸附浓度不
同形成电压差。
2.2 汽油车尾气催化净化
汽油车催化净化反应原理（主反应）：
理论空燃比和贫燃条件下(氧化反应)： CmHn+O2→mCO2+0.5nH2O CO+0.5O2→mCO2 H2+0.5O2→H2O
一氧化碳由呼吸道进入人体的血液后，会和血液里的血 红蛋白Hb结合，形成碳氧血红蛋白，导致携氧能力下降 。
2.1 概述
氮氧化合物
NOx是在内燃机气缸内大部分气体中生成的，生成原因 主要是高温富氧环境。排放的NOx 95%以上可能是一氧 化氮，其余的是二氧化氮。
人受一氧化氮毒害的事例尚未发现，二氧化氮是一种红 棕色呼吸道刺激性气体，气味阈值约为空气质量的1.5倍 ，对人体影响甚大。在浓度为9.4mg/m³的空气中暴露 10分钟，即可造成呼吸系统失调。
2.3 柴油机和贫燃汽油机尾气催化净化
氨类选择性还原氮氧化物
分类 NH3-SCR Urea-SCR：(CO(NH2)2),一分子尿素水解可生 成两分子NH3和一分子CO2
此时催化剂表面储存的 硝酸盐会迅速分解，利用尾气 中的HC、CO和H2作为还原剂 将其还原为N2。
2.3 柴油机和贫燃汽油机尾气催化净化
储存-还原技术(NSR技术)的存储过程
碱和碱土金属氧化物为NOx储存材料
贫燃条件下： NO+O→NO2 2NO+3O+BaO→Ba(NO3)2 2NO2+O+BaO→Ba(NO3)2
关键：O2传感器：氧化锆内层涂上白金（Pt）。 原理：大气与废气中的氧负离子在Pu上吸附浓度不
同形成电压差。
2.2 汽油车尾气催化净化
汽油车催化净化反应原理（主反应）：
理论空燃比和贫燃条件下(氧化反应)： CmHn+O2→mCO2+0.5nH2O CO+0.5O2→mCO2 H2+0.5O2→H2O
一氧化碳由呼吸道进入人体的血液后，会和血液里的血 红蛋白Hb结合，形成碳氧血红蛋白，导致携氧能力下降 。
2.1 概述
氮氧化合物
NOx是在内燃机气缸内大部分气体中生成的，生成原因 主要是高温富氧环境。排放的NOx 95%以上可能是一氧 化氮，其余的是二氧化氮。
人受一氧化氮毒害的事例尚未发现，二氧化氮是一种红 棕色呼吸道刺激性气体，气味阈值约为空气质量的1.5倍 ，对人体影响甚大。在浓度为9.4mg/m³的空气中暴露 10分钟，即可造成呼吸系统失调。
环境催化学PPT课件
柴油车产业发展的必要性(1)
柴油机是环境友好的发动机
国外：存在车用动力柴油机化的态势
上世纪70年代，欧洲和日本基本实现了载货汽车和 大型客车的柴油机化； 目前，欧洲轿车年产量中40%已采用柴油发动机,在 法国、西班牙等国家高达50%以上； 据预测，2001－2014年，全球汽车销量将增长39％， 其中汽油车增长23％，柴油车增长97％。
第4页/共66页
催化剂的开发利用
经过多年的实践总结，汽车尾气用催化剂研究发展的 方向是:提高催化剂的低温活性和耐高温性.提高催化剂 抗硫磷的中毒能力，使催化剂处于较高的活性状态， 设法减少贵金属用量以降低催化剂成本，研究催化剂 高效耐用的载体等。在催化剂性能改进方面，不断改 进贵金属催化层构造及载体的多孔化与薄壁化，并且 使用具有多种功能的复合型催化剂，开发具有双功能 的催化转化器。改进现行催化剂基质的制作工艺，改 进载体与基质的涂覆工艺及活性组分的担载工艺等， 使催化剂在活性、抗热冲击性及寿命方面有新的突破。
第6页/共66页
（1）三元催化剂的发展
• 贵金属催化剂的发展趋势是在保证催化活性的前提下尽可 能降低贵金属含量，以达到较低的成本。由于Pd的资源比 Pt和Rh丰富且价格低廉、耐热性好，因此研制新型的Pd催 化剂具有重要意义。研究发现La2O3的加入能改善Pd对NOX 的还原性。国外报道研制出了一种双层Pd基催化剂，上层 由分散于Al2O3涂层上的Pd构成，可提供低温催化活性，下 层由 Pd和Ce构成，Ce的高储氧能力用于保证催化剂的高 温催化活性，两层中都添加廉价金属氧化物以产生稳定作 用，并提高Pd的活性。这类双层Pd基催化剂不仅起燃快而 且耐高温，特别适合用作降低汽车冷启动排放的前置催化 剂，因此，降低该类催化剂的成本将加速实现汽车的低排 放和超低排放。
柴油机是环境友好的发动机
国外：存在车用动力柴油机化的态势
上世纪70年代，欧洲和日本基本实现了载货汽车和 大型客车的柴油机化； 目前，欧洲轿车年产量中40%已采用柴油发动机,在 法国、西班牙等国家高达50%以上； 据预测，2001－2014年，全球汽车销量将增长39％， 其中汽油车增长23％，柴油车增长97％。
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催化剂的开发利用
经过多年的实践总结，汽车尾气用催化剂研究发展的 方向是:提高催化剂的低温活性和耐高温性.提高催化剂 抗硫磷的中毒能力，使催化剂处于较高的活性状态， 设法减少贵金属用量以降低催化剂成本，研究催化剂 高效耐用的载体等。在催化剂性能改进方面，不断改 进贵金属催化层构造及载体的多孔化与薄壁化，并且 使用具有多种功能的复合型催化剂，开发具有双功能 的催化转化器。改进现行催化剂基质的制作工艺，改 进载体与基质的涂覆工艺及活性组分的担载工艺等， 使催化剂在活性、抗热冲击性及寿命方面有新的突破。
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（1）三元催化剂的发展
• 贵金属催化剂的发展趋势是在保证催化活性的前提下尽可 能降低贵金属含量，以达到较低的成本。由于Pd的资源比 Pt和Rh丰富且价格低廉、耐热性好，因此研制新型的Pd催 化剂具有重要意义。研究发现La2O3的加入能改善Pd对NOX 的还原性。国外报道研制出了一种双层Pd基催化剂，上层 由分散于Al2O3涂层上的Pd构成，可提供低温催化活性，下 层由 Pd和Ce构成，Ce的高储氧能力用于保证催化剂的高 温催化活性，两层中都添加廉价金属氧化物以产生稳定作 用，并提高Pd的活性。这类双层Pd基催化剂不仅起燃快而 且耐高温，特别适合用作降低汽车冷启动排放的前置催化 剂，因此，降低该类催化剂的成本将加速实现汽车的低排 放和超低排放。
浅谈汽车尾气的危害与控制PPT课件
• 汽车排放性能差，保养及淘汰制度不严格
中国新车单车污染物排放量为先进国家的 5 倍，随着汽 车大量使用，在短时间内能达到先进国家的10倍或几十倍。
• 中国汽车尾气的有关政策法规比较落后
随着汽车尾气污染及危害的日益加剧，有关汽车尾气排 放的立法势在必行 ,世界各国早在六、七十年代就对汽车尾 气排放建立了相应的法规制度。与国外先进国家相比，中国 汽车尾气排放法规起步较晚、水平较低。
汽车尾气的成分及危害
2.汽车尾气的危害
2.2对环境的危害
酸雨：对建筑物、农作物、自然的危害
汽车尾气的成分及危害
2.汽车尾气的危害
2.2对环境的危害
光化学烟雾:汽车尾气中的 碳氢化物等在太阳紫外光线 照射下发生化学反应, 形成 浅蓝色烟雾。 危害：不但危害人体健康， 还会促成酸雨的形成，影响 植物生长，影响材料质量， 降低大气能见度。
（3）用柴油
与汽油机相比，现代柴油机具有高效率、低油耗、寿命 长、使用可靠等特点；技术先进的柴油车，能源消耗仅为汽 油机的 45%～60%，其二氧化碳的排放量比汽油机低 30% ～35%，环境效益十分显著 。
汽车尾气危害控制措施
1.汽车燃油的改进
（4）绿色燃料——“大豆柴油”
据美国某研究所用豆油与甲醇、烧碱混合，然后去除其 中的甘油，从而可获得 “大豆柴油”。用 “大豆柴油”以 3∶7 的比例掺入到普通柴油中，可大大减少发动机工作时排 放的硫化物、碳氢化合物、一氧化碳和烟尘，故誉作绿色燃 料。
谢谢！
汽车尾气危害控制措施
2.汽车发动机内部的改进
（1）减少喷油提前角，降低发动机工作的最高温度(1500℃)， 使氮氧化物的生成量减少。 （2） 改善喷油器的质量，控制燃烧条件(燃比、燃烧温度、燃 烧时间)，可使燃料燃烧完全，从而可减少一氧化碳、碳氢化 合物和煤烟。 （3）调整喷油泵的供油量，可降低发动机的功率，使雾化的燃 料有足够的氧气进行完全燃烧，从而也可以减少一氧化碳、 碳氢化合物和煤烟的生成。 （4）调整曲轴箱通气系统的设计，把从汽缸窜入曲轴箱的气体 (主要是未燃气体)再循环进入进气歧管，使其再次燃烧，改 变了过去将其直接排入大气所造成的污染。 （5）调整蒸发排放控制系统的设计，将化油器浮子室中的汽油 蒸发汽引入进气系统，将油箱中的蒸发汽引入储存系统，可 减少污染物的排放。
高中化学： 汽车尾气的净化
什么？
80
PH较小时，溶液HClO浓度增大，有利于NO被氧化
高价态氮氧起化物始吸收液，含Ca(ClO)2 0.1%
NO
脱 60 除 率 40
%
20
4
6
PH
10 12
6.用强氧化剂也可以实现气体中氮氧化物脱硝
• 用漂白粉溶液脱硝过程包含一系列可逆反应：
• 2NO+O2 2NO2，2NO2+H2O HNO2+HNO3， NO+HClO NO2+HCl等
试解释其可能的原因
SO2
平 衡 转 化 率
445
反应温度℃/
已知 2NO (g) +2CO (g) N2 (g) +2CO2 (g)该反应在 500K时，平衡常数为4.4×1067 ，在1000K时平衡常数 为4.5×1028。
问题1：温度升高平衡常数变小，为什么？
问题2：你认为该反应的程度大吗？ 问题3：为什么尾气中一氧化氮与一氧化碳含量高呢？
问题1：空燃比变小时，碳氢化合物与一氧化碳的转化 率变低，而氮氧化物的转化率变高，说明原因 问题2：你认为合适的空燃比是多少？
CH4+2NO2 CO2+N2+2H2 O
2NO +2CO N2 +2CO2
3.下图所示，是当前研究较多并已经投放市场的汽车 尾气消除方法。请回答下列方法：
空燃比过小易产生CO，有人提出可以设计反应2CO (g)==2C(s) + O2(g)来消除CO污染。判断该设想是否可 行，并说明理由？
深入科学本质
• 汽车尾气的化学成分及可能的化学反应 • 近200种化合物，对人体危害最大的是燃料不完
汽车污染物排放净化控制系统课件
图6—2—5 催化剂孔道堵塞
图6—2—4 三元催化器的工作原理
模块六 污染物排放净化控制系统
3.三元催化转化器失效的原因 (1)高温烧结。催化剂的温度为400~800℃时,净化率和使用寿命 最高。如果温度过高,催化剂过热,会加速老化,丧失催化功能。 (2)催化剂孔道堵塞,如图6—2—5所示。 (3)铅、硫、磷中毒。为预防三元催化器铅中毒,应使用93号及以 上优质无铅汽油。 (4)催化器中出现未完全燃烧的燃油。在800℃高温下,未完全燃 烧的燃油只要30s就可使催化器损坏。因此,在发动机工作时,绝对 不允许拔下点火线圈的高压线。
模块六 污染物排放净化控制系统
汽车污染物排放 净化控制系统
模块六 污染物排放净化控制系统
如图6—1—1所示为汽车排放的烟雾,试说出它的主要成 分及对人的危害。ห้องสมุดไป่ตู้
图6—1—1 汽车排放的烟
模块六 污染物排放净化控制系统
一、汽车排放污染物的部位和种类 汽车排放污染物的部位主要有3个:排气管、油箱和曲轴箱。 汽油机排气管排放的废气成分主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物 (HC)、氮氧化合物(NOx)、二氧化碳(CO2)四种。其中CO2为汽 油燃烧的必然产物,是不能避免的,危害性较小。而CO、HC、 NOx 是有害物,需严格控制其排放量。排气管排放的污染物如图 6—1—2所示。
图6—2—1 有害气体与混合气浓度的关系
模块六 污染物排放净化控制系统
一、三元催化转换(TWC) 1.三元催化器的安装位置和结构 如图6—2—2所示,三元催化器安装在排气消声器前。三元催化器由钢 外壳、陶瓷载体(氧化镁、氧化铝、硅酸盐)和催化剂(铂、钯、铑)组成,如 图6—2—3所示。
图6—2—2 三元催化器的安装位置
图6—2—4 三元催化器的工作原理
模块六 污染物排放净化控制系统
3.三元催化转化器失效的原因 (1)高温烧结。催化剂的温度为400~800℃时,净化率和使用寿命 最高。如果温度过高,催化剂过热,会加速老化,丧失催化功能。 (2)催化剂孔道堵塞,如图6—2—5所示。 (3)铅、硫、磷中毒。为预防三元催化器铅中毒,应使用93号及以 上优质无铅汽油。 (4)催化器中出现未完全燃烧的燃油。在800℃高温下,未完全燃 烧的燃油只要30s就可使催化器损坏。因此,在发动机工作时,绝对 不允许拔下点火线圈的高压线。
模块六 污染物排放净化控制系统
汽车污染物排放 净化控制系统
模块六 污染物排放净化控制系统
如图6—1—1所示为汽车排放的烟雾,试说出它的主要成 分及对人的危害。ห้องสมุดไป่ตู้
图6—1—1 汽车排放的烟
模块六 污染物排放净化控制系统
一、汽车排放污染物的部位和种类 汽车排放污染物的部位主要有3个:排气管、油箱和曲轴箱。 汽油机排气管排放的废气成分主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物 (HC)、氮氧化合物(NOx)、二氧化碳(CO2)四种。其中CO2为汽 油燃烧的必然产物,是不能避免的,危害性较小。而CO、HC、 NOx 是有害物,需严格控制其排放量。排气管排放的污染物如图 6—1—2所示。
图6—2—1 有害气体与混合气浓度的关系
模块六 污染物排放净化控制系统
一、三元催化转换(TWC) 1.三元催化器的安装位置和结构 如图6—2—2所示,三元催化器安装在排气消声器前。三元催化器由钢 外壳、陶瓷载体(氧化镁、氧化铝、硅酸盐)和催化剂(铂、钯、铑)组成,如 图6—2—3所示。
图6—2—2 三元催化器的安装位置
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柴油机CO主要源于缺氧造成喷注中过浓部分的不完全燃烧。
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第1节汽车排放污染物及其成因
2. HC 柴油机HC的生成主要有下述两个原因 (1)滞燃期中，处于喷注前缘(图11一3)的极稀混合气，其浓度远低于 燃烧极限而无法着火便产生HC滞燃期越长，滞燃期中喷油量越多， 过分稀释的混合气也越多,HC排放也就增多。 (2)在柴油机中，喷雾质量、喷雾贯穿度、与空气的混合等因素对未 燃HC的生成影响很大。喷油器结构不合理，特别是针阀后压力室 容积过大是形成未燃HC的重要原因。此外，窜机油，启动时不着 火以及不正常喷射(如二次喷射)也是产生未燃HC的原因。在冷启 动、怠速、低负荷等条件下，喷注中的大颗粒油滴来不及蒸发， 严重的后燃也会造成未燃HC的排放。
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第1节汽车排放污染物及其成因
3.火花质量和点火提前角 (1)火花质量决定点燃混合气的能力 (2)点火提前角推迟时，可降低燃烧气体的最高温度，使NO、排放量
降低。 点火提前对NOx排放浓度的影响还与混合气空燃比有关，在理
论空燃比附近，点火提前角影响最大。因此当采用电控汽油喷射 加三效催化转化器进行闭环控制时，为了满足更严格的排放法规 的要求，可通过推迟点火提前角降低NOx排放浓度。 4.配气相位
第11章汽车的排放净化
第1节汽车排放污染物及其成因 第2节汽油车的排放净化 第3节柴油车的排放净化 小结
第1节汽车排放污染物及其成因
一、汽车排放污染物
汽车排放物是汽车的排气排放物、蒸发排放物和曲轴箱排放 物的总称，习惯上指其中的污染物。
汽车排放污染物是汽车排放物中污染环境的各种物质，主要 有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)和微粒物(PM) 等。
(一)汽油机排放污染物的成因 1. CO (1)燃料不完全燃烧。CO是烃类燃料在燃烧过程中缺氧而不能完 全燃烧的产物。 (2) CO2和H2 O在高温时离解。当汽油机缸内温度超过1 800℃时， CO2和H2 O 在高温时会产生离解，生成CO。 2. HC (1)由于气缸壁对火焰的冷却作用、缝隙效应、油膜和沉积物对燃油 蒸气的吸附作用，使燃料未燃烧或未完全燃烧。 (2)由于燃料供给系统的蒸发以及燃烧室等泄漏而产生。
光化学烟雾刺激人们的眼睛、鼻腔和咽喉，损害农作物。 5. PM的危害
微粒物除对人体呼吸系统有害外，由于微粒物存在孔隙而能 钻附SO2 , HC , NO2等有毒物质或苯丙花等致癌物，因而对人体健 康造成更大危害。
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第1节汽车排放污染物及其成因
三、汽油机排放污染物的成因及其影响因素
HC对人的鼻、眼和呼吸道钻膜有刺激作用，可引起结膜炎、 鼻炎、支气管炎等疾病。
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第1节汽车排放污染物及其成因
3. NOx危害 NOx能刺激人眼钻膜，引起结膜炎等疾病，还对呼吸系统具有
有害作用。如果人们在NO2浓度为5 ×10-1的空气中暴露10 min ,即 可使呼吸系统失调 4.光化学烟雾的危害
对一种发动机转速只有一个最佳的配气正时，例如发动机高 速时，进气门开启时间长，可提高发动机功率。发动机低速或怠 速运行时，若进、排气门同时开启时间过长，由于残留废气成分 过高，会造成HC排放增加和发动机燃烧不稳定。因此理想的配气 正时，应根据发动机转速和负荷而变化，即采用可变配气相位。
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配气机构凸轮形状决定气门开启和关闭时刻及气门升程曲线， 而这些参数影响发动机的允气过程。进入气缸的新鲜混合气数量， 决定发动机的转矩和功率。留在气缸内的未燃混合气量和
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第1节汽车排放污染物及其成因
在排气门开启时未被排出的废气量会影响点火性能和燃烧状况， 从而影响发动机效率、未燃HC的排放浓度。在进、排气门同时开 启时，根据气缸内压力状况，新鲜混合气可能排出机外，或废气 流回进气歧管，这会对发动机效率和未燃HC排放物造成很大影响。
第1节汽车排放污染物及其成因
四、柴油机排放污染物的成因及其影响因素
(一)柴油机排放污染物的成因 从总体看，由于柴油机的平均混合气浓度比汽油机稀得多，
即使在高负荷区，平均过量空气系数也远大于1，所以柴油机总有 足够的氧气对已形成的CO和HC进行氧化。柴油机的CO和HC排 放量要比汽油机低得多。从细节上看，柴油机CO和HC的具体生 成原因也与汽油机有所不同。 1. CO
表11一1为汽油机与柴油机排放污染物的比较。由表可见， 汽油机污染物主要是(CO,HC和NOx，而柴油机污染物主要是PM 和NOx 。
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第1节汽车排放污染物及其成因
二、汽车排放污染物的危害
1. CO的危害 CO与人体红血球中血红蛋自的亲和力为氧的200一300倍。当
人们吸入CO后，CO与人体血红蛋自亲合形成碳氧血红蛋自，使 血液的输氧能力大大降低，使心脏、头脑等器官严重缺氧，引起 头晕、恶心、头痛等症状。轻者使中枢神经系统受损，慢性中毒， 严重时会危害血液循环系统，导致生命危险。 2. HC的危害
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第1节汽车排放污染物及其成因
3. NOx (1)混合气在高温燃烧过程中，空气中的分子氮被氧化为NO，也称 为高温NO，是NO的主要来源。 (2)燃料中的含氮化合物在燃烧过程中，分解成低分子氮化物被氧化 生成NO，也称为燃料NO (3)在燃烧过程中燃料中的碳氢化合物裂解出的CH,CO2 ,C等与空气 中的N2反应生成HCN和NH等，并进一步与OH、O反应生成NO， 也称为激发或瞬发NO 。
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第1节汽车排放污染物及其成因
(二)汽油机排放污染物的主要影响因素 1.混合气浓度 空燃比与汽油机排气污染物的关系如图11一2所示(假定发动 机转速和负荷不变)。当空燃比在16以下时，随着空燃比的下降， 混合气浓度增大，氧气不足，不完全燃烧现象严重，使CO,HC排 放增多，NOx排放减少;当空燃比大于17时，随着空燃比增大，C() 排放减少，同时氧化反应速度慢，燃烧温度下降，使HC排放增多， NOx排放减少。在混合气浓度稍稀处，HC,CO排放浓度最小，而 NOx排放浓度最大。 2.运行工况 表11一2是汽车在不同运行工况下排放污染物的比较。
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第1节汽车排放污染物及其成因
2. HC 柴油机HC的生成主要有下述两个原因 (1)滞燃期中，处于喷注前缘(图11一3)的极稀混合气，其浓度远低于 燃烧极限而无法着火便产生HC滞燃期越长，滞燃期中喷油量越多， 过分稀释的混合气也越多,HC排放也就增多。 (2)在柴油机中，喷雾质量、喷雾贯穿度、与空气的混合等因素对未 燃HC的生成影响很大。喷油器结构不合理，特别是针阀后压力室 容积过大是形成未燃HC的重要原因。此外，窜机油，启动时不着 火以及不正常喷射(如二次喷射)也是产生未燃HC的原因。在冷启 动、怠速、低负荷等条件下，喷注中的大颗粒油滴来不及蒸发， 严重的后燃也会造成未燃HC的排放。
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第1节汽车排放污染物及其成因
3.火花质量和点火提前角 (1)火花质量决定点燃混合气的能力 (2)点火提前角推迟时，可降低燃烧气体的最高温度，使NO、排放量
降低。 点火提前对NOx排放浓度的影响还与混合气空燃比有关，在理
论空燃比附近，点火提前角影响最大。因此当采用电控汽油喷射 加三效催化转化器进行闭环控制时，为了满足更严格的排放法规 的要求，可通过推迟点火提前角降低NOx排放浓度。 4.配气相位
第11章汽车的排放净化
第1节汽车排放污染物及其成因 第2节汽油车的排放净化 第3节柴油车的排放净化 小结
第1节汽车排放污染物及其成因
一、汽车排放污染物
汽车排放物是汽车的排气排放物、蒸发排放物和曲轴箱排放 物的总称，习惯上指其中的污染物。
汽车排放污染物是汽车排放物中污染环境的各种物质，主要 有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)和微粒物(PM) 等。
(一)汽油机排放污染物的成因 1. CO (1)燃料不完全燃烧。CO是烃类燃料在燃烧过程中缺氧而不能完 全燃烧的产物。 (2) CO2和H2 O在高温时离解。当汽油机缸内温度超过1 800℃时， CO2和H2 O 在高温时会产生离解，生成CO。 2. HC (1)由于气缸壁对火焰的冷却作用、缝隙效应、油膜和沉积物对燃油 蒸气的吸附作用，使燃料未燃烧或未完全燃烧。 (2)由于燃料供给系统的蒸发以及燃烧室等泄漏而产生。
光化学烟雾刺激人们的眼睛、鼻腔和咽喉，损害农作物。 5. PM的危害
微粒物除对人体呼吸系统有害外，由于微粒物存在孔隙而能 钻附SO2 , HC , NO2等有毒物质或苯丙花等致癌物，因而对人体健 康造成更大危害。
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第1节汽车排放污染物及其成因
三、汽油机排放污染物的成因及其影响因素
HC对人的鼻、眼和呼吸道钻膜有刺激作用，可引起结膜炎、 鼻炎、支气管炎等疾病。
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第1节汽车排放污染物及其成因
3. NOx危害 NOx能刺激人眼钻膜，引起结膜炎等疾病，还对呼吸系统具有
有害作用。如果人们在NO2浓度为5 ×10-1的空气中暴露10 min ,即 可使呼吸系统失调 4.光化学烟雾的危害
对一种发动机转速只有一个最佳的配气正时，例如发动机高 速时，进气门开启时间长，可提高发动机功率。发动机低速或怠 速运行时，若进、排气门同时开启时间过长，由于残留废气成分 过高，会造成HC排放增加和发动机燃烧不稳定。因此理想的配气 正时，应根据发动机转速和负荷而变化，即采用可变配气相位。
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配气机构凸轮形状决定气门开启和关闭时刻及气门升程曲线， 而这些参数影响发动机的允气过程。进入气缸的新鲜混合气数量， 决定发动机的转矩和功率。留在气缸内的未燃混合气量和
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第1节汽车排放污染物及其成因
在排气门开启时未被排出的废气量会影响点火性能和燃烧状况， 从而影响发动机效率、未燃HC的排放浓度。在进、排气门同时开 启时，根据气缸内压力状况，新鲜混合气可能排出机外，或废气 流回进气歧管，这会对发动机效率和未燃HC排放物造成很大影响。
第1节汽车排放污染物及其成因
四、柴油机排放污染物的成因及其影响因素
(一)柴油机排放污染物的成因 从总体看，由于柴油机的平均混合气浓度比汽油机稀得多，
即使在高负荷区，平均过量空气系数也远大于1，所以柴油机总有 足够的氧气对已形成的CO和HC进行氧化。柴油机的CO和HC排 放量要比汽油机低得多。从细节上看，柴油机CO和HC的具体生 成原因也与汽油机有所不同。 1. CO
表11一1为汽油机与柴油机排放污染物的比较。由表可见， 汽油机污染物主要是(CO,HC和NOx，而柴油机污染物主要是PM 和NOx 。
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第1节汽车排放污染物及其成因
二、汽车排放污染物的危害
1. CO的危害 CO与人体红血球中血红蛋自的亲和力为氧的200一300倍。当
人们吸入CO后，CO与人体血红蛋自亲合形成碳氧血红蛋自，使 血液的输氧能力大大降低，使心脏、头脑等器官严重缺氧，引起 头晕、恶心、头痛等症状。轻者使中枢神经系统受损，慢性中毒， 严重时会危害血液循环系统，导致生命危险。 2. HC的危害
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第1节汽车排放污染物及其成因
3. NOx (1)混合气在高温燃烧过程中，空气中的分子氮被氧化为NO，也称 为高温NO，是NO的主要来源。 (2)燃料中的含氮化合物在燃烧过程中，分解成低分子氮化物被氧化 生成NO，也称为燃料NO (3)在燃烧过程中燃料中的碳氢化合物裂解出的CH,CO2 ,C等与空气 中的N2反应生成HCN和NH等，并进一步与OH、O反应生成NO， 也称为激发或瞬发NO 。
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第1节汽车排放污染物及其成因
(二)汽油机排放污染物的主要影响因素 1.混合气浓度 空燃比与汽油机排气污染物的关系如图11一2所示(假定发动 机转速和负荷不变)。当空燃比在16以下时，随着空燃比的下降， 混合气浓度增大，氧气不足，不完全燃烧现象严重，使CO,HC排 放增多，NOx排放减少;当空燃比大于17时，随着空燃比增大，C() 排放减少，同时氧化反应速度慢，燃烧温度下降，使HC排放增多， NOx排放减少。在混合气浓度稍稀处，HC,CO排放浓度最小，而 NOx排放浓度最大。 2.运行工况 表11一2是汽车在不同运行工况下排放污染物的比较。